高标准基本农田指土地集中连片, 拥有完善的配套设施, 具备很强的抗灾能力, 生态良好、高产稳产, 达到现代农业生产与经营标准的基本农田。由于我国基本农田的分布在区域上存在巨大差别, 各省份对于高标准基本农田的划分也存在一定差异。广东省基本农田分布及质量与其他省份差异明显 (见图1) , 因此在建设过程中, 应根据自身情况, 进行高标准基本农田建设的适宜性评价, 以确定适合自身的自然、社会、经济条件的高标准基本农田建设内容和标准。

生态位是生态学中的概念, 又被称为生态龛, 指某个种群在生态系统内所占据的空间及时间位置, 以及该种群与其他相关种群间的作用、功能关系。生态位反映了每种生物在生态系统中维持生存所需生境最小阈值。生态位这一名词最早产生于1910年, 在1917年被学者用以解释生物的分布, 形成空间生态位的概念, 在1927年, 生态位的重点转到对生物群落的研究。

在高标准基本农田建设中, 制约因素众多, 每个因素都有一个适宜范围值。在适宜范围内, 全部的环境组合状态点形成关于高标准基本农田的多维超体积生态位, 所以采用多维超体积生态位模型来划定广东省高标准基本农田的建设区域, 并确定其建设内容。

高标准基本农田适宜性指标体系是进行适宜性分析的重要基础, 在构建指标体系的过程中应遵循可量化、已获得及可比性原则。适宜性指标体系中应包含内部品质及外部环境两大类。内部品质可通过土壤的剖面构型、有机质含量、表土质地及盐渍化程度等指标反映土地地力水平。而外部环境则可选择灌溉、排水及田间道路等代表田间基础设施水平的指标反映外部耕作条件的优劣。

在完成适宜性指标体系构建后, 需建立高标准基本农田适宜性评价模型。根据生态位相关理论可知, 生态位大小取决于生态位宽度, 生态位宽度代表的是区域生态系统内某种生态元和其他生态元的相对地位及作用, 其计算可以采用Simpson模型:

式中, A为生态位宽度, P_j指标体系中j指标的比例。

在生态位理论中, “势”和“态”是2个基本属性, “势”可理解为生态元发展的能力或趋势, 而“态”则可解释为生态元发展的状态。在高标准基本农田建设中, 其环境质量组合状态和理想值之间差距的大小就是“势”的大小, 它反映了高标准基本农田未来建设的潜力, 同时也反映了影响因素对于建设的限制程度, 其计算方法如下:

式中, X_i为高标准农田建设因子势, a_i、A_k为研究区转化面积, X_ij、X_ijopt为研究单元i、因素j的现实态与最适宜值。

式中, X_{j, L}为限制因素。

此外, 还需要计算生态位重叠度, 可用Pianka模型来求:

式中, B_αβ为α研究单元与β研究单元之间的生态重叠值, 体现了影响因素区域的相似程度;P_αj、P_βj为α研究单元及β研究单元的P_j值。

高标准基本农田建设适宜性评价需要以广东省土地利用总体规划、土地整治规划及耕地品质等级等相关数据为基础。然后按照高标准基本农田建设规程中关于建设区域的具体要求, 利用GIS技术进行相关数据层的提取, 进行空间叠加, 形成拟建单元。

高标准基本农田适宜性评价需经过以下2个步骤: (1) 构建适宜性区域将获取的适宜性指标数据进行极差标准化处理, 后代入Simpson模型公式中计算出每个研究单元建设高标准基本农田、内部品质及外部环境的生态位宽度, 再求出三者的极差, 极差大就表明高标准基本农田建设影响因素存在区域差异性。最后以生态位宽度为基础, 通过Natural Breaks进行适宜性区域的划分。I级区域为满足建设条件的区域;Ⅱ级区域为需要稍加整治就可满足建设条件的区域;Ⅲ级区域为必须进行全面整治才能满足建设条件的区域。 (2) 确定建设内容通过式 (2) ～ (4) 确定各区域中高标准基本农田建设的障碍因素, 从而确定建设的具体内容。

在“十二五”规划期间, 广东省国土资源厅和农业厅颁布《广东省高标准基本农田建设规范》, 对于高标准基本农田建设的具体内容进行明确规定。在基于生态位模型进行高标准基本农田建设适宜性评价和确定建设内容时, 需结合评价结果与《广东省高标准基本农田建设规范》相关内容。具体包括以下方面。

1) 排水和灌溉工程建设排水与灌溉使农田具备更好的防旱、防涝、防盐碱灾害的能力, 从而实现农田高产稳产, 是保障农田生态良好的重要手段。排水和灌溉工程建设应包括水源、排水、输水、泵站、喷微灌及输配电等工程, 目标是构建“旱能灌、涝能排、渍能降”的灌排体系。

2) 田间道路建设田间道路是农业生产中耕作、物资运输及其他农业生产的重要基础设施, 建设好田间道路才能使农业生产实现机械化, 达到现代农业生产与经营标准。天津道路主要包括田间道与生产路, 田间道应该保持3～6m路面宽度, 而生产路宽度应该在3m以下。

3) 生态保持与防护工程建设涵盖岸坡防护、坡面防护、农田林网及沟道治理等工程, 结合防风、防洪和防水土流失措施以达到维护农田生态系统安全的目的。

高标准基本农田建设是促进广东省农业现代化建设的重要举措, 通过生态位模型进行高标准基本农田建设适宜性评价, 为其整治和建设提供科学参考, 实现高标准基本农田建设的目标。